三元共聚聚酰亚胺初生纤维结构与性能的研究

以BTDA-TDI/MDI(P84)三元共聚聚酰亚胺(PI)粉末为原料,采用湿法纺丝技术制备BTDA-TDI/MDI三元共聚PI初生纤维,并对其结构和性能进行表征。实验结果表明:三元共聚PI初生纤维的最高抗断裂强度为0.65 cN/dtex;纺丝浆液PI质量分数19%时所得初生纤维表面较光滑;凝固浴溶液NMP质量分数70%时初生纤维结晶度分别比质量分数60%和80%时结晶度大;不同NMP质量分数凝固浴溶液所得初生纤维的热稳定性相差不大。     

含嘧啶杂环聚酰亚胺纤维的湿法纺丝成形及结构性能

以2,5-二(4-氨基苯基)嘧啶与3,3',4,4'-联苯二酐聚合得到高分子质量的聚酰胺酸溶液,采用"两步法"湿法纺丝制备聚酰亚胺纤维,研究了凝固浴组成对纤维成形形貌的影响以及热亚胺化、热牵伸作用对纤维聚集态结构的影响。三元相图与扫描电镜结果显示:过快或过慢的凝固速度均不利于形成规则、致密结构的纤维,以体积比5/5的H2O/DMAc混合溶液为凝固浴时,纤维成形较佳。同步辐射结果显示:热环化、热牵伸均可促进纤维形成更为完善的晶态、取向结构。最终得到聚酰亚胺纤维的最高拉伸强度、模量分别达1.72 GPa与95.1 GPa,此外所得纤维具有优异的耐热稳定性。     

一步法聚酰亚胺纤维的制备及其性能研究

利用实验室自制的聚酰亚胺(P)I溶液,通过干湿法纺丝制得PI初生纤维。在以水和N-甲基吡咯烷酮(NMP)混合溶液(体积比8∶2)作为凝固浴,凝固浴温度为5～15℃的条件下,所得初生纤维结构均匀密实,纤维截面呈圆形或腰圆形。在对初生纤维进行热处理时,随着热处理温度升高和时间增加,PI纤维的力学性能增强。当热处理温度为300～320℃、时间为30 min时,PI纤维的力学性能最优,其断裂强度和初始模量达到2.474 cN/dtex和50.066 cN/dtex;当热处理温度高于320℃,时间超过1 h,纤维力学性能又缓慢下降。纤维的热稳定性较好,在500℃左右仍具有较好的热稳定性。     

三元共聚聚酰亚胺纤维的制备

针对均苯四甲酸二酐和4,4′-二氨基二苯醚体系两步法制备的聚酰亚胺(PI)纤维强度比较偏低的问题,加入刚性单体对苯二胺,在N-甲基吡咯烷酮中进行三元共聚得到聚酰胺酸(PAA),选用水和乙醇的混合溶液为凝固浴通过干湿法纺制出PAA纤维。对PAA纤维进行不同倍数的拉伸,然后通过优化酰亚胺化条件制得了致密的PI纤维,处理温度在400℃时,其强度和模量可分别达到4．29 cN/dtex和389 cN/dtex。     

湿纺工艺纺制PAN中空纤维成形机理研究

利用C型喷丝板进行挤出凝固,采用湿法纺丝工艺制备聚丙烯腈(PAN)中空纤维,从PAN/二甲基亚砜(DMSO)纺丝原液的流变性能和凝固过程的相分离两个方面探讨了PAN中空纤维的成形机理。结果表明:纺丝液随剪切速率(γ)的增加逐渐发生由粘性向弹性的转变是挤出胀大的主要原因,其粘弹转变点随着温度的升高而向高γ移动,在60℃下的纺丝液弧片接触成孔的理论临界γ为212 s~(-1);纺丝液在凝固浴中表层成膜是PAN-DMSO-H_2O三元体系相分离的结果,纺丝液细流表面成膜速度是影响孔结构闭合的重要因素,可以通过凝固浴浓度和凝固浴调节剂来控制。     

聚酰亚胺纤维的制备及其结构研究

将均苯四甲酸二酐(PMDA)和4,4’-二氨基二苯醚(ODA)在N-甲基吡咯烷酮(NMP)中进行溶液聚合得到聚酰胺酸(PAA)溶液,并用该溶液进行干湿法纺丝得到PAA纤维,分别用化学酰亚胺化法和热酰亚胺化法得到聚酰亚胺(PI)纤维。研究了凝固浴组成和工艺条件对PAA形态结构和纤维性能的影响,以及不同酰亚胺化方法对PI纤维形态结构和性能的影响。结果表明:以甲醇为凝固浴制备的PAA初生纤维,无孔致密,最高拉伸强度和初始模量分别为2．21 cN/dtex和40．73 cN/dtex;采用化学酰亚胺化法制得的PI纤维中存在少许孔洞缺陷,其强度较低,热酰亚胺化法制得的PI纤维无孔致密,其强度和模量分别达到2．83 cN/ dtex和43．4 cN/dtex。     

次氯酸钠处理多孔PAN纤维的结构与吸附性能研究

以聚丙烯腈/聚乙烯吡咯烷酮/二甲基亚砜(PAN/PVP/DMSO)三元体系为纺丝液,以DMSO/H_2O为凝固浴,在凝固浴温度为60℃下,通过湿法纺丝制备了具有介孔结构的多孔PAN/PVP纤维;用次氯酸钠(NaClO)对多孔PAN/PVP纤维进行处理,制得了NaClO@PAN/PVP纤维,采用场发射扫描电镜、元素分析仪和氮气气体吸附仪对处理前后纤维的表面形貌、元素组成、比表面积和孔径进行了表征,研究了凝固浴浓度和温度对PAN/PVP纤维和NaClO@PAN/PVP纤维的PVP含量及比表面积和孔径的影响。结果表明:经NaClO处理后,NaClO@PAN/PVP纤维中氧含量减少,氮含量增多,PVP含量减少,纤维表面变得光滑,平均孔径减小,孔数增多,比表面积增大;随着凝固浴DMSO浓度增大或温度升高,PAN/PVP纤维,NaClO@PAN/PVP纤维中的PVP含量降低,但其比表面积随凝固浴浓度的增大而减小,随凝固浴温度的升高而先升高后减小;在凝固浴DMSO质量分数为0,温度为60℃的条件下制得的PAN纤维、PAN/PVP纤维、NaClO@PAN/PVP纤维的比表面积分别为38,96,108 m~2/g,平均孔径分别为22.7,20.4,19.0 nm;PAN/PVP纤维、NaClO@PAN/PVP纤维的最可几孔径分布在40 nm左右,属于介孔结构。     

基于称量法的聚砜酰胺原液凝固过程

将聚砜酰胺纺丝液从注射器中注入二甲基乙酰胺(DMAc)水溶液中成形并凝固,通过计量凝固样品质量随时间的变化来考察在不同凝固浴条件下的凝固速率,并观察凝固样品的横断面形貌。结果表明:凝固样品质量的变化可以直观地反应不同凝固浴条件下聚砜酰胺-DMAc-H2O三元体系凝固速率的变化;随凝固浴浓度的提高,凝固速度减小,截面由非圆形变为圆形,并趋于均匀化、致密化;凝固温度由15℃升高到60℃,凝固速度加快,并且从30℃开始纤维内部出现很多微小孔洞甚至出现中空,但温度对截面圆整度影响不显著。     

湿纺凝固条件对PAN初生纤维形态结构的影响

分析了凝固浴温度、浓度、表观负拉伸等凝固条件对聚丙烯睛初生纤维形态结构的影响规律及作用机理,得出最佳的凝固工艺参数。结果表明:在其他凝固参数不变时,凝固浴温度、浓度及表观负拉伸均存在各自的临界值,低于或超过此临界值,初生纤维及原丝的性能均下降;采用凝固浴温度60℃、凝固浴质量分数为65％的最佳凝固工艺参数,可获得截面圆形且结构致密的初生纤维,并制得力学性能优异的原丝。     

硅烷偶联剂修饰纳米SiO_2改性MF/PVA纤维的结构与性能

采用经硅烷偶联剂KH570表面修饰的纳米SiO_2(KH570-SiO_2)对三聚氰胺甲醛/聚乙烯醇(MF/PVA)浆液进行改性,采用湿法纺丝并改变凝固浴温度制得了KH570-SiO_2改性MF/PVA纤维,采用旋转黏度计分析对比了KH570-SiO_2改性前后纺丝浆液的黏度变化,研究了KH570-SiO_2及凝固浴温度对MF/PVA纤维结构与性能的影响。结果表明:KH570-SiO_2改性后MF/PVA浆液的稳定性有所提高,KH570-SiO_2改性后MF/PVA纤维的断裂强度有所下降,但纤维韧性有较大提高,纤维耐热性能和阻燃性能也有较大提高;随着凝固浴温度的升高,KH570-SiO_2改性MF/PVA纤维的特征热分解温度和极限氧指数(LOI)先增大后降低,纤维LOI均高于28%;纤维断裂强度随凝固浴温度的升高而增大,而纤维断裂韧性则呈现先降低后增大趋势;凝固浴温度为50℃时,制得的KH570-SiO_2改性MF/PVA纤维LOI为38.7%,纤维断裂强度和断裂伸长率分别为2.53 c N/dtex和5.17%。     

热粘合复合纤维PP/PE的研究

应用声速法、密度法等测试手段研究了以低熔点PE纤维为皮层，以高熔点PP纤维为芯层的PP／PE热粘合复合纤维的结构特性，对纺丝、拉伸工艺取得了一系列数据，所得结果对制取性能优良的热粘合复合纤维具有理论指导意义。     

碳纤维／玻璃纤维混杂复合材料性能研究

以玻璃纤维毡和玻璃纤维布为夹芯材料、碳纤维为表层材料，制备了混杂纤维增强复合材料，测试了在不同碳纤维含量和不同碳纤维辅层方向时增强复合材料的纵向拉伸强度 和冲击强度等力学性能。结果表明：该杂方式经济且有效。     

丙纶/玻璃纤维包芯纱的研制

本文主要介绍了一种高性能包芯纱。它是以高性能纤维为芯纱、热融纤维为包缠纱,通过二维编织工艺加工而成。外层编织纱对高性能芯纱的保护使复合后的纱线的织造性能得到很大改善,可直接在二维或三维织机上进行织造。织物下机后经过热压成为热塑性复合材料。本文对丙纶/玻璃纤维包芯纱的纱线设计、纱线的几何模型进行了理论研究,确立了纱线结构参数的计算方法。     

莫代尔／天丝／棉交织缎纹布的开发

论述了莫代尔／天丝／棉交织缎纹布的优良性能及其生产加工工艺路线，针对生产中出现的问题，采取有效的措施，可生产出满足客户要求的莫代尔／天丝／棉交织缎纹织物，为企业带来了较好的经济效益。     

PTT/PA6拉伸丝的形态与性能的研究

考察了聚对苯二甲酸丙二醇酯/聚酰胺6(PTT/PA6)拉伸丝的形态,测试了其线密度、断裂强度、回潮率、热收缩率及卷曲性能,并与聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚酰胺6(PET/PA6)拉伸丝进行了对比.结果表明:PTT/PA6拉伸丝横截面为橘瓣型,裂离后为三角形.PTT/PA6拉伸丝的断裂强度、断裂功和卷曲收缩率随纺丝速度的增加...     

PET/PP皮芯复合防蚊纤维碱处理工艺研究

以混有无机粉体成孔剂的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为皮层组分,添加一定量的防蚊剂的聚丙烯(PP)为芯层组分,皮芯质量比为5∶5,通过复合纺丝法纺制PET/PP皮芯复合防蚊纤维;采用氢氧化钠溶液对纤维进行处理,通过正交实验探讨了不同碱处理条件对PET/PP皮芯复合防蚊纤维减量率的影响;对不同减量率下PET/PP皮芯复合防蚊纤维的表面形态、力学性能及防蚊剂保有量进行表征。结果表明:碱液浓度对PET/PP皮芯复合纤维的减量率及皮层PET的成孔影响最为显著;碱处理温度100℃、反应时间60min、碱液质量分数3%,浴比1∶50,减量率达到22.31%,PET/PP皮芯复合纤维的皮层刻蚀程度最大;随着PET/PP皮芯复合纤维减量率的加大,纤维表面孔洞数量、尺寸及密集程度均有所增大,纤维的断裂强度、断裂伸长率和防蚊剂含量明显降低;在碱处理温度100℃,反应时间30 min,碱液质量分数4%条件下处理得到减量率为16.57%的纤维,在烘箱中40℃条件下放置35 d,防蚊剂平均每天释放率为0.01%,减量率为18%的防蚁纤维针织物、对白纹伊蚊的驱避率为95.92%,具有极强的防蚊效果。     

玻璃纤维/聚丙烯复合纤维的应用

玻璃纤维/聚丙烯复合纤维材料织物剪裁性好,可用低压力模塑迅速成型为均质的结构,热塑性纤维分布紧密且均匀,玻璃丝能得到非常迅速的浸渍和浸透,用它制作的产品的玻纤含量可达45%～75%,可采用各种成型工艺,例如模压、缠绕、拉挤、真空模压等。它具有韧性高,使用温度高,可回收,质轻,力学性能优异等特点,具有一定的社会效益和经济效益。     

硅灰石与连续玻璃纤维毡组合增强聚丙烯的力学性能

采用硅灰石与连续玻璃纤维毡组合增强聚丙烯,研究了硅灰石的含量,玻璃纤维毡的面密度、基体树脂的性质及界面改性等对材料力学性能的影响。结果表明：采用硅灰石与连续玻璃纤维毡组合增强,可提高复合材料的拉伸、弯曲强度及模量,但过高的硅灰石含量,会导致拉伸及弯曲强度下降,材料的力学性能随着所用玻璃纤维毡面密度的增大而显著提高,采用偶联剂对硅灰石进行处理及在基体聚丙烯中添加功能化聚丙烯,可改善界面结合、提高材料性能,随着功能化聚丙烯含量的增加,材料的拉伸、弯曲强度及模量有所提高,但含量过高时,会引起材料冲击强度的下降;组合增强材料的性能与基体树脂本身的力学性能密切相关,同时还受基体树脂熔体流动性的影响。     

PP/PA6复合超细纤维的研制

以 PP和 PA6为原料 ,采用复合纺丝技术 ,制成单丝纤度 2～ 3 dtex的常规纤维 ,该纤维在后加工过程中可以剥离成单丝纤度小于 0 .5 dtex的复合超细纤维。介绍了复合纺丝工艺 ,讨论了对纤维物理性能指标产生较大影响的工艺参数 ,试验制得的复合超细纤维截面清晰 ,在常温常压下可染 ,织物服用舒适性良好。     

多壁碳纳米管/玻璃纤维/环氧树脂界面粘结特性研究

本文对一种多壁碳纳米管进行表面酸化和胺化改性处理,通过超声波分散制备碳纳米管/玻璃纤维/环氧树脂单丝复合试样,采用单丝断裂法研究碳纳米管对玻璃纤维/环氧树脂界面粘结特性的影响。实验结果表明,加入碳纳米管后环氧树脂弯曲性能提高,单丝复合体系的拉伸应力-应变曲线在屈服点之后产生波动。通过比较纤维断点数-应变曲线、偏光下纤维断点形貌以及断口形貌SEM图像发现,对于玻璃纤维体系,加入硅烷偶联剂KH560后,碳纳米管可明显提高玻璃纤维/环氧界面粘结强度,并以胺化碳管改性体系影响最为显著。